二級建筑師精選講義：建筑結構與結構選型(1)

第六章 建筑結構與結構選型
    第一節(jié) 概 述
    一、建筑結構的總概念
    (一)建筑結構的定義
    建筑物用來形成一定空間及造型，并具有抵御人為和自然界施加于建筑物的各種作用力，使建筑物得以安全使用的骨架，即稱為結構。
    (二)建筑結構的組成
    建筑結構一般都是由以下結構構件組成的。
    1.水平構件
    用以承受豎向荷載的構件。一般有：
    (1)板，包括平板、曲面板、斜板。
    (2)梁，包括直梁、曲梁、斜梁。
    (3)桁架、網架等。
    2.豎向構件
    用以支承水平構件或承擔水平荷載的構件。一般有：
    (1)柱;
    (2)墻體;
    (3)框架。
    3.墓礎
    用以將建筑物所承受的所有荷載傳至地基上。
    (三)建筑結構的類型
    1.按組成建筑結構的主要建筑材料劃分
    (1)鋼筋混凝土結構;
    (2)砌體結構：磚砌體，石砌體，小型砌塊，大型砌塊、多孔磚砌體等;
    (3)鋼結構;
    (4)木結構;
    (5)塑料結構;
    (6)薄膜充氣結構。
    2.按組成建筑結構的主體結構型式劃分
    (1)墻體結構，以墻體作為支承水平構件及承擔水平力的結構;
    (2)框架結構;
    (3)框架—剪力墻(抗震墻);
    (4)筒體結構;
    (5)桁架結構;
    (6)拱型結構;
    (7)網架結構;
    (8)空間薄壁結構(包括薄殼、折板、幕式結構);
    (9)鋼索結構(懸索結構);
    (10)薄膜結構。
    3.按組成建筑結構的體型劃分
    (1)單層結構(多用于單層廠房、食堂、影劇場、倉庫等);
    (2)多層結構(2-6層);
    (3)高層結構(一般為7層以上);
    (4)大跨度結構(跨度在40—50m以上)。
    此外尚可按建筑結構的受力特點劃分為：平面結構體系與空間結構體系兩大類。
    二、建筑結構基本構件與結構設計
    組成結構體系的單元體稱為基本構件。按受力特征來劃分主要有以下三類：軸心受力陶件、偏心受力構件和受彎構件。
    按其主要受力性質常常又劃分為：拉桿、壓桿和受彎構件。
    (一)軸心受力構件
    當構件所受外力的作用點與構件截面的形心重合時，則構件橫截面產生的應力為均勻分布，這種構件稱為軸心受力構件?？煞譃椋?BR>    1.軸心受拉構件
    構件所受的力，使構件橫斷面僅產生均勻拉應力時即為軸心受拉構件。常用于桁架的下弦桿及受拉斜腹桿。
    σ1=F/bh
    此構件的承載能力為σ1≤[σ]
    式中 [σ]——材料的允許應力。
    這種構件最能充分發(fā)揮材料的強度。
    2.軸心受壓構件
    外力以壓力的方式作用在構件的軸心處，使構件產生均勻壓應力時，即為軸心受壓構件。
    其截面應力為：σ1=F/bh
    但軸心受壓構件的實際承載力是由穩(wěn)定性控制，穩(wěn)定系數Ψ≤1，故其承載力的表達式為：
    σ2=F/Ψbh≤[σ] (6-3)
    這是因為受壓構件承載時，截面應力尚未達到材料的強度設計值前就會因彎折而失去 承載能力，這種現象稱為喪失穩(wěn)定性。上式中的Ψ值即為按穩(wěn)定考慮的承載力與強度承 載力的比值，稱為穩(wěn)定系數。
    由此可見相同材料的拉桿與壓桿受同樣的荷載F作用時，拉桿所需的截面尺寸要比 壓桿小。
    拉桿所需截面為： A1=F/[σ]
    壓桿所需截面為： A2=F/Ψ[σ]
    式中 [σ]——材料的強度設計值(即允許應力)。
    Ψ<1，故 A2> A1
    Ψ值與桿件的長細比λ有關，λ=l0/i;
    式中 l0——桿件計算長度;
    i——截面的回轉半徑，i= ;
    I——截面的慣性矩，矩形截面時：I= bh3 ， A=b*h
    所以 i= = = h=0.289h
    λ越大，Ψ越小。則實際承載力越小。